Система сигналізації та плавки ожеледі на проводах повітряної лінії

Реферат: UA 84934 U UA 84934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до пристроїв виявлення та плавки ожеледі на проводах повітряних ліній електропередач, які знаходяться під постійною дією зовнішніх факторів, що призводять до додаткових механічних навантажень на елементи повітряних ліній та до їх руйнування. Відомий пристрій для виявлення граничних ожеледяних навантажень на проводах повітряної лінії [Патент Российской Федерации RU №2196378, кл. H02G 7/16, 2003], що складається з блока живлення, та встановленого в корпусі чутливого елемента, кінематичного дискретизатора з перетворювачем переміщення, та пристрої, що фіксують граничні ожеледяні навантаження з заданим шагом. Недоліком даного пристрою є те, що він приймає абсолютні значення ожеледяних навантажень, а це обмежує діапазон вимірювання ожеледяних навантажень на лінії, а також має великі габарити чутливого елемента, що призводить до перевантаження траверси. Відомий пристрій плавки ожеледі [Патент Российской Федерации RU №2235397 С2, кл. H01G 7/16, 2003], що працює при відключенні вимикачів та роз'єднувачів у обраній фазі повітряної лінії, і замиканні роз'єднувачів 2-х інших фаз, тобто здійснив двофазовий режим електропередачі. Струм від трифазного трансформатора через замкнуті роз'єднувачі надходить на затискач перетворювача змінного струму та від другого затискача замикається на заземлену нейтраль. Змінний струм перетворювача створює струм нульовій послідовності у повітряних лініях та індукує струм у тросах, що викликає плавку ожеледі і в проводі і в тросі не відключив всієї повітряної лінії. Після переходять до плавки на інших фазах, зібравши схему плавки аналогічно попередній. Недоліком даного рішення є те, що у процесі плавки ожеледі завжди відключена одна з фаз, що передбачає скорочений режим електропередачі і призводить до втрат від недовідпущеної енергії. Найбільш близьким до пропонованого за сукупністю ознак є відомий пристрій виявлення ожеледі на проводах повітряної лінії 1 ОкВ [Патент України на корисну модель № 52890, МПК(2009) H02G 7/16, Бюл. №17, 2010], що складається з генератора зондуючих імпульсів та приймача цих імпульсів, який підключений через систему приєднання високочастотних загороджувачів до блока вимірювання часу і до розрахункового пристрою, далі до сигналізатору ожеледі та манометричного блока, який з'єднаний, через капіляр, з блоком вимірювання температури та закріпленого безпосередньо на ділянці проводу. Недоліками даного пристрою є те, що показником спрацювання даного пристрою є що він лише сигналізує про несприятливі погодні умови, подальша реалізація самої плавки не забезпечується, яка повинна проводитися завдяки використанню додаткового силового обладнання, що передбачає значні витрати при здійсненні плавлення ожеледі. В основу корисної моделі поставлена задача створення економічної комбінованої системи, що дозволяє проводити сигналізацію та плавку ожеледі на повітряних лініях електропередач з розщепленою фазою без відключення споживачів і якогось обмеження подачі їм електроенергії, надійність та ефективність досягається шляхом вдосконалення та усунення недоліків існуючих пристроїв. Додаткове встановлення в схему блока для плавки ожеледі дозволить своєчасно проводити профілактичний нагрів проводів та грозозахисних тросів і запобігти виникненню аварій на повітряних лініях, збільшити строк експлуатації, підвищити ефективність їх роботи. Поставлена задача вирішується тим, що система сигналізації та плавки ожеледі на проводах повітряної лінії, що складається з генератора зондуючих імпульсів та приймача цих імпульсів, який підключений через систему приєднання високочастотних загороджувачів до блока вимірювання часу і далі до розрахункового пристрою, та сигналізатора ожеледі, з трансформатора струму приєднаного до входу вимірювального перетворювача струму, блока визначення температури, вимірювальних перетворювачів температури повітря та швидкості вітру, згідно з корисною моделлю, пристрій має в схемі додатково введений блок плавки ожеледі, який представлено розподільчим пристроєм, на кожен провід фази якого встановлюється окремий комутаційний апарат в поєднанні зі стаціонарними шунтуючими перемичками між проводами фази. Встановлення блока плавки ожеледі дозволяє автоматично проводити плавку ожеледі при виникненні ситуації, що засвідчив попередній блок сигналізації ожеледяно-паморозових відкладень на повітряній лінії. При цьому схему плавки ожеледі збирають в залежності від кількості проводів у розщеплених фазах із застосуванням стаціонарних шунтуючих перемичок і комутаційних апаратів в розподільчих пристроях, а перетин проводів розщепленої фази розраховують з умови достатнього їх нагріву для плавки ожеледі робочим струмом навантаження в фазі, при проходженні цього струму тільки по одному дроту розщепленої фази. 1 UA 84934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Розподільчі пристрої можуть бути встановлені на одну і / або декілька повітряних ліній електропередач. Розподільчі пристрої можуть бути встановлені на кожній фазі повітряної лінії електропередач. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 зображена блок-схема системи сигналізації та плавки ожеледі на проводах повітряної лінії; фіг. 2 - схема блока плавлення ожеледі при послідовно з'єднаних проводах розщепленої фази; фіг. 3 - схема блока плавлення ожеледі і з виділенням кожного проводу в фазі. Система складається з генератора зондуючих імпульсів 1, приймача 2, системи під'єднань 3, ділянки проводу лінії електропередач, що контролюється 4, високочастотних загороджувачів 5 і 6, що встановлені відповідно в його початку та кінці, шин підстанції 7, блока виміру часу 8, вихід якого з'єднаний з першим входом розрахункового пристрою 9, сигналізатора появи ожеледі 10, манометричного термометра 11, термобалона 12, блока вимірювання температури 13, капіляра 14, трансформатора струму 15, вимірювального перетворювача струму навантаження 16, блока визначення температури 17, та вимірювального перетворювача температури 18 і швидкості вітру 19, блока плавлення ожеледі 20. Схема блока плавлення ожеледі при послідовно з'єднаних проводах розщепленої фази (Фіг.2) складається з розподільчого пристрою плавлення ожеледі 21, що розташовано по межах зони утворення ожеледі 22, та містять шини фази 23, проводи 24 розщепленої фази, шунтуючі перемички 25, комутаційні апарати 26. Схема блока плавлення ожеледі і з виділенням кожного проводу в фазі (Фіг.3) складається з розподільчого пристрою плавлення ожеледі 27, що розташований по межах зони утворення ожеледі 28, та містять шини фази 29, проводи 30 розщепленої фази, шунтуючі перемички 31, комутаційні апарати 32. Система працює наступним чином: Зондуючі імпульси від генератора 1 через систему з'єднань 3 поступають на початок ділянки проводу 4, далі ці імпульси розповсюджуються уздовж ділянки проводу 4 і відображаються від загороджувача 6, який встановлений на його кінці. Відтворені від кінця ділянки проводу 4 імпульси повертаються на його початок відображаються від 5 і знов через систему приєднання 3 поступають на вхід приймача 2, де фільтруються і підсилюються, а потім надходять в блок вимірювання часу 8, де проводиться визначення часу розповсюдження зондуючих імпульсів від його початку і до кінця. Час розповсюдження зондуючих імпульсів залежить від швидкості розповсюдження самого імпульсного сигналу по ділянці проводу 4. При появі ожеледі швидкість розповсюдження імпульсного сигналу знижується за рахунок зміни діелектричних властивостей середовища та температури проводу повітряної лінії. Крім цього, під дією маси ожеледі відбуваються додаткові збільшення довжини ділянки проводу 4 відносно значення її початкової довжини. З розрахункового пристрою 9 по отриманим значенням часу розповсюдження зондуючих імпульсів і температури. Далі імпульсний сигнал подається на манометричний термометр 11, який в свою чергу реагує на зміну параметрів температури навколишнього середовища, а саме на зниження температури, потім подає імпульс на термобалон 12, який закріплений на ділянці проводу 4, далі імпульсний сигнал, проходить через капіляр 13 і подається на блок вимірювання температури 14, який має телемеханічний зв'язок з розрахунковим пристроєм 9 після чого подається сигнал на спрацювання сигналізатора утворення ожеледі 10. Далі відбувається контроль по каналу визначення температури посереднім шляхом. На ділянці проводу 4 встановлений трансформатор струму 15, який подає сигнал на вимірювальний перетворювач струму навантаження 16, фіксується значення температури в блоці 17 на основі вимірювання температури 18 та швидкості вітру 19, які з'єднані за допомогою телемеханічної лінії зв'язку та встановлені на постах контролю ожеледі у декількох місцях на протязі лінії електропередач. З блоку 17 подається інформація на вхід розрахункового пристрою 9, далі при зміні параметрів відбувається команда на спрацювання сигналізатора утворення ожеледі 10, після обробки даних сигналізатора поступає команда в блок плавлення ожеледі 20, далі в залежності від вибраної схеми плавки ожеледі, проводиться плавка ожеледі на проводах повітряної лінії. При реалізації повної схеми плавлення ожеледі при послідовно з'єднаних проводах розщепленої фази на ділянки повітряної лінії електропередач, схильних до утворення ожеледі 22. Плавлення ожеледі в цьому випадку відбувається одночасно на всіх проводах фази, де встановлено розподільчі пристрої плавлення ожеледі 21, число розподільчих пристроїв плавлення ожеледі залежить від протяжності обмерзання ділянки. Передається сигнал на шини 23 та через проводи розщепленої фази 24 повітряних ліній електропередач відбувається плавка ожеледі робочим струмом навантаження в фазі, при проходженні цього струму тільки по одному дроту розщепленої фази. Кількість 2 UA 84934 U 5 10 15 20 комутаційних апаратів 26 в розподільчому пристрої плавлення ожеледі в цьому випадку менше кількості проводів розщепленої фази, при цьому також використовуються стаціонарні шунтуючі перемички 25 між проводами фази. При реалізації повної схеми плавлення ожеледі з виділенням кожного проводу у фазі 30, що можливо при будь-якій кількості проводів розщепленої фази 29, в розподільчому пристрої 27, що розташований по межах зони утворення ожеледі 28, на кожен провід фази встановлюють окремий комутаційний апарат 32, розрахований на повний фазний струм, в поєднанні зі стаціонарними шунтуючими перемичками 31 між проводами фази, які встановлюють після комутаційних апаратів в бік сусіднього розподільного пристрою плавлення ожеледі. Плавка ожеледі в цьому випадку йде почергово в проводах фази. При непарній кількості проводів розщепленої фази і парній кількості проводів розщепленої фази, рівним більш 2-х проводів, можлива комбінована схема плавлення ожеледі. При виборі типу комутаційного апарата враховують рівні напруги та струму в повітряних лініях електропередач. Отже в основу, запропонованої системи сигналізації та плавки ожеледі на проводах повітряної лінії, на основі локації ділянки проводу зондуючими імпульсами та плавки за допомогою розподільчих пристроїв, прийнято, що здійснення плавки ожеледі можливо без застосування дорогого силового і перетворювального обладнання; одночасно на всіх проводах розщепленої фази або по черзі на кожному проводі фази; здійснювати плавку ожеледі на окремих ділянках повітряних ліній електропередач, між будь-якими двома розподільчими пристроями плавки ожеледі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Система сигналізації та плавки ожеледі на проводах повітряної лінії, що складається з генератора зондуючих імпульсів та приймача цих імпульсів, який підключений через систему приєднання високочастотних загороджувачів до блока вимірювання часу і далі до розрахункового пристрою, та сигналізатора ожеледі, з трансформатора струму приєднаного до входу вимірювального перетворювача струму, блока визначення температури, вимірювальних перетворювачів температури повітря та швидкості вітру, яка відрізняється, тим що в схему додатково введений блок плавки ожеледі, який представлений розподільчим пристроєм, на кожен провід фази якого встановлюється окремий комутаційний апарат в поєднанні зі стаціонарними шунтуючими перемичками між проводами фази. 3 UA 84934 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4